Si vous comparez des photos historiques de glaciers avec celles prises plus récemment, vous pouvez voir que là où il y avait autrefois de la glace, il n'y a maintenant bien souvent que du rock. Géographes, cependant, sont moins intéressés par la zone couverte par un glacier, et plus intéressé par sa masse. Des chercheurs de la Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ont maintenant étudié toutes les régions glaciaires d'Amérique du Sud plus en détail que jamais auparavant, des régions tropicales du Venezuela aux régions subpolaires de la Terre de Feu. Leurs deux principales découvertes sont que le taux de perte de masse le plus élevé se trouve dans la calotte glaciaire de Patagonie, et que les glaciers des tropiques ont perdu considérablement moins de masse que prévu auparavant, bien que ce ne soit pas la bonne nouvelle que cela puisse paraître à première vue.

L'arpentage des glaciers n'a rien de nouveau. Deux méthodes sont utilisées particulièrement souvent. Dans la première méthode, les chercheurs prennent plusieurs mesures directement sur un glacier et projettent les résultats pour des régions entières. Ceci est particulièrement problématique lorsqu'il s'agit de grandes zones glaciaires telles que les grands champs de glace en Patagonie, car pratiquement aucune mesure in situ n'est disponible pour ces zones.

L'autre option consiste à effectuer des mesures gravimétriques à l'aide de satellites. Les scientifiques fondent leurs mesures sur le fait que la gravité sur Terre change en fonction non seulement de l'emplacement, mais aussi au fil du temps. Elle est influencée par des aspects tels que la composition de la surface de la Terre, chaînes de montagnes, mouvements dans le noyau, mouvements de la plaque et, d'intérêt pour notre contexte, quand les glaciers perdent de la masse. Un inconvénient de cette méthode est que lorsque seules de petites zones sont couvertes de glaciers, comme c'est le cas sous les tropiques d'Amérique du Sud, le satellite ne reçoit qu'un signal faible et la mesure est nettement moins précise.

Une méthode pour mesurer tous les glaciers

Géographes de la FAU spécialisés en climatologie, télédétection et information spatiale, dirigé par le Prof. Dr. Matthias Braun et le Dr. Tobias Sauter, a également utilisé des données satellitaires pour l'étude des glaciers d'Amérique du Sud, mais ils se sont concentrés sur le calcul des niveaux d'élévation au lieu de baser leurs résultats sur des mesures gravimétriques. Deux satellites radar du Centre aérospatial allemand (DLR) sont en orbite autour de la Terre depuis 2010. Le but de la mission TanDEM-X était d'obtenir une image tridimensionnelle de la Terre, qui est non seulement d'une qualité constante mais aussi plus précis que tout ce qui a été développé auparavant.

Les dénivelés ont été enregistrés jusqu'au dernier mètre. Les chercheurs de la FAU ont utilisé les données collectées entre 2011 et 2015 et les ont comparées aux mesures de la Shuttle Radar Topography Mission de 2000. En utilisant une méthode complexe qui impliquait de faire des corrections et de calculer les marges d'erreur possibles, ils ont comparé les données pour calculer les changements d'altitude dans les régions glaciaires d'Amérique du Sud, obtenant ainsi une image précise des changements de la masse glaciaire.

Leur méthode était inhabituelle dans la mesure où ils pouvaient utiliser une méthode uniforme pour enregistrer toutes les zones glaciaires de la région. En outre, la méthode a même fourni des données précises pour les glaciers individuels. La comparaison des mesures des deux missions spatiales a fourni des informations détaillées sur la situation dans toute l'Amérique du Sud. Pour la première fois, les chercheurs ont réussi à analyser les grands champs de glace de Patagonie séparément de l'environnement, glaciers plus petits.

Des glaciers entiers ont disparu

La plus grande perte de masse, à la fois relativement et par rapport aux autres glaciers sud-américains, a été trouvé dans les deux champs de glace intérieurs en Patagonie, deux régions d'une superficie d'environ 18, 000 kilomètres carrés, à peu près équivalent à la région de Rhénanie-Palatinat en Allemagne. La masse des glaciers y a diminué entre 2000 et 2011/2015 à un rythme d'environ 17,4 gigatonnes par an, équivalent à 19,3 kilomètres cubes par an. Même les glaciers des tropiques n'ont pas perdu une aussi grande partie de leur masse.

La raison pourrait être que les grands glaciers de sortie de Patagonie, qui se jettent dans l'océan ou les lacs après avoir traversé des vallées étroites, ajuster dynamiquement. Ils se sont retirés d'une position stable et doivent maintenant former un nouveau front stable. Ces processus ont été observés dans les glaciers de marée qui se jettent dans l'océan, et ne sont pas nécessairement le résultat d'influences climatiques, bien que cela puisse en être la cause. Ce phénomène a un effet encore plus important sur les grands glaciers comme ceux de Patagonie que les influences déclenchées par les changements de température. Des enquêtes précédentes ont déjà montré que des glaciers entiers ont disparu, par exemple, dans certaines régions de la Bolivie. Il est maintenant devenu évident que cela se produit également en Patagonie.

Taux de perte de masse plus lent sous les tropiques

Le deuxième fait important révélé par la recherche est que la masse des glaciers dans les régions tropicales d'Amérique du Sud - au Venezuela, Colombie, Equateur, le Pérou et la Bolivie—évolue à un rythme considérablement plus lent qu'on ne le supposait auparavant. Les projections à ce jour ont calculé que les 2900 glaciers perdaient environ 6 gigatonnes de masse par an. Les géographes de la FAU ont découvert, cependant, qu'ils ne perdent que 0,55 gigatonne par an, environ 10 pour cent des estimations à ce jour.

Ce résultat est important, les glaciers étant une importante source d'eau en période sèche :lorsqu'il ne pleut pas et que les températures atteignent leur plus haut niveau, l'eau de fonte des glaciers est utilisée comme eau potable, pour l'irrigation et l'hydroélectricité. Les habitants de ces régions doivent donc savoir dans quelle mesure les glaciers évoluent, et ont besoin de données quantitatives non seulement en ce qui concerne la superficie, mais aussi en termes de volume et de masse. Dans certaines régions comme les Andes centrales au Chili et en Argentine ou la Cordillera Real en Bolivie, les experts sont même d'avis que la quantité maximale d'eau disponible à partir de la fonte des glaciers a déjà été dépassée. C'est une indication que les glaciers sont irrévocablement sur le recul et disparaîtront complètement dans un avenir prévisible. Dans le futur, ces zones auront moins d'eau disponible pendant la saison sèche.

Le sondage, cependant, a également révélé que certaines régions n'ont pratiquement pas connu de changement, comme les Andes au nord du Chili et de l'Argentine ainsi que dans le sud de la Bolivie à la latitude du désert d'Atacama.

Les chercheurs d'Erlangen espèrent désormais que leur étude sera incluse dans le prochain rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC). Après tout, La fonte des glaciers contribue à l'élévation du niveau de la mer et les immenses champs de glace de Patagonie sont particulièrement pertinents. Les glaciers sont également utilisés comme indicateur du changement climatique à d'autres égards. Les géographes de la FAU souhaitent désormais étendre leurs analyses à d'autres régions et étudier l'évolution de la situation sur une plus longue période. Maintenant, le modèle global de terrain de la mission TanDEM-X est en cours de mise à jour. Les chercheurs espèrent pouvoir bénéficier de ces données à l'avenir. Ils s'appuient également sur d'autres missions nationales en préparation comme les satellites Tandem-L, ce qui permettrait de répéter plus fréquemment ces mesures.